SU1353910A1

SU1353910A1 - Power plant

Info

Publication number: SU1353910A1
Application number: SU864078288A
Authority: SU
Inventors: Глеб Лукьянович Васильев; Владимир Иосифович Евенко; Владимир Викторович Боровицкий; Виолетта Григорьевна Васильева
Original assignee: Брянский Институт Транспортного Машиностроения
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1986-06-17
Publication date: 1987-11-23

Abstract

Изобретение м.б. использовано в силовых установках с турбонаддувом и позвол ет повысить эффективность и приемистость установки путем подачи сжатого воздуха на привод турбокомпрессора (ТК) и, тем самым, ускорени его разгона на переходных режимах. Источник 9 сжатого воздуха через регулируемый клапан 25 подключен к дополнительной турбине 10, вал 26 которой через управл емую муфту 27 св зан с валом 15 ТК 3. В воздухонапорном патрубке 16 ТК 3 установлена дроссельна заслонка 12. К валу 21 двигател (Д) 1 через муфту 22 включени подсоединен приводной нагнетатель 4. Орган 11 управлени подключен к регул тору 2 Д 1, приводам 23, 24 и 13 органов 5, 6 перекрыти и заслонки 12, муфте 27, муфте 22, клапану 25 и датчику 14 частоты вращени вала 15 ТК 3. При резком увеличении нагрузки двигател на переходных режимах турбина 10 раскручивает ТК 3, а нагнетатель 4 сжимает дополнительное количество воздуха, что приводит к ускорению раскрутки ТК 3. увеличению количества подаваемого в Д 1 воздуха и к сокращению времени переходных процессов в Д 1. 1 ил. (0 СО ел ОС СОInvention m. used in power plants with turbocharging and allows you to increase the efficiency and acceleration of the installation by supplying compressed air to the turbocharger drive (TC) and, thereby, accelerating its acceleration in transient conditions. The source 9 of compressed air through an adjustable valve 25 is connected to an additional turbine 10, the shaft 26 of which is connected to the shaft 15 TC 3 through a controlled coupling 27 to the shaft 15 TC 3. A throttle valve 12 is installed in the air-pressure branch pipe 16 TC 3 to the shaft 21 of the engine (D) 1 through coupling 22 is connected to a drive blower 4. The control body 11 is connected to the controller 2 D 1, the actuators 23, 24 and 13 of the bodies 5, 6 shut off and the valve 12, the coupling 27, the coupling 22, the valve 25 and the sensor 14 of the frequency of rotation of the shaft 15 TC 3. With a sharp increase in engine load on transient conditions t Rbin 10 spins TC 3 and blower 4 compresses an additional amount of air, which leads to faster increase in TC 3. promotion amount supplied to the D 1 and the air to reduce the transient time in D 1. 1-yl. (0 CO eaten OS CO

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к двигателестроению, и может быть использовано в силовых установках с турбонаддувом.The invention relates to mechanical engineering, namely engine building, and can be used in turbocharged power plants.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности и приемистости установки путем подачи сжатого воздуха на привод турбокомпрессора и, тем самым, ускорени егЬ разгона на переходных режимах.The aim of the invention is to increase the efficiency and injectivity of the installation by supplying compressed air to the turbocharger drive and, thereby, accelerating its acceleration in transient conditions.

На чертеже приведена схема силовой установки .The drawing shows a diagram of the power plant.

Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорани с регул тором 2 топливо- подачи, турбокомпрессор 3, приводной нагнетатель 4, органы 5 и 6 перекрыти воздухо- впускных отверстий 7 и 8 турбокомпрессора 3 и приводного нагнетател 4, источник 9 сжатого воздуха, дополнительную турбину 10,орган 11 управлени , дроссельную заслонку 12 с приводом 13 и датчиком 14 частоты вращени вала 15 турбокомпрессора 3. Турбокомпрессор 3 подсоединен через воз- духонапорный патрубок 16 к ресиверу 17 двигател 1 и через газоприемное отверстие 18 к выпускному коллектору 9 двигател 1. Приводной нагнетатель 4 подключен через воздушный канал 20 к воздухонапорному патрубку 16 турбокомпрессора 3 и подсоединен к валу 21 двигател через муфту 22 выключени . Органы 5 и 6 перекрыти снабжены приводами 23 и 24. Источник 9 сжатого воздуха подсоединен через регулируемый клапан 25 к дополнительной турбине 10, вал 26 последней св зан через управл емую муфту 27 с валом 15 турбокомпрессора 3. Дроссельна заслонка 12 установлена в во.здухонапорном патрубке 16 турбокомпрессора 3. Орган 11 управлени подклЮ чен к регул тору 2 двигател 1, приводам 23, 24 и 13 органов 5 и 6 перекрыти и дроссельной заслонки 12, управл емой муфте 27 дополнительной турбины 10, муфта 22 включени приводного нагнетател 4, регулируемому клапану 25 источника 9 сжатого воздуха и датчику 14 частоты вращени вала 15 турбо- комнрессора 3.The installation contains an internal combustion engine 1 with a fuel supply regulator 2, a turbocharger 3, a drive supercharger 4, bodies 5 and 6 shut off the air inlets 7 and 8 of the turbocharger 3 and the drive supercharger 4, a source 9 of compressed air, an additional turbine 10, an organ 11, throttle valve 12 with a drive 13 and a sensor 14 of the frequency of rotation of the shaft 15 of the turbocharger 3. The turbocharger 3 is connected via the air-pressure pipe 16 to the receiver 17 of the engine 1 and through the gas inlet 18 to the exhaust manifold 9 vigatel 1. The drive blower 4 is connected through an air duct 20 to the Air Bleed nozzle 16 of the turbocharger 3 and is connected to the shaft 21 of the engine through the coupling 22 turn off. The shut-off organs 5 and 6 are provided with actuators 23 and 24. The source 9 of compressed air is connected via an adjustable valve 25 to an additional turbine 10, the shaft 26 of the latter is connected via a controllable coupling 27 to the shaft 15 of the turbocharger 3. Throttle valve 12 is installed in the air inlet 16 of the turbocharger 3. The control unit 11 is connected to the controller 2 of the engine 1, the actuators 23, 24 and 13 of the shutoff bodies 5 and 6 and the throttle valve 12 controlled by the coupling 27 of the additional turbine 10, the coupling 22 turning on the driving drive compressor 4, adjustable valve 25source 9 of compressed air and sensor 14 of rotation frequency of shaft 15 of turbo compressor 3.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

При запуске двигател 1 и выходе на заданный режим работы регул тор 2 увеличивает подачу топлива в цилиндры. Отработавшие газы из выпускного- коллектора 19 поступают в газоприемное отверстие 18 турбокомпрессора 3, вал 15 которого приводит во вращение компрессор. Воздух из атмосферы поступает через воздуховпускное отверстие 7 с органом 5 перекрыти в турбокомпрессор 3, сжимаетс в нем, а затем сжатый воздух через воздухонапорный патрубок 16 и дроссельную заслонку 12 поступает в ресивер 17 двигател 1.When the engine is started 1 and the controller reaches the specified operating mode, the controller 2 increases the fuel supply to the cylinders. The exhaust gases from the exhaust manifold 19 enter the gas inlet 18 of the turbocharger 3, the shaft 15 of which causes the compressor to rotate. Air from the atmosphere enters through the air inlet 7 with the valve body 5 into the turbocharger 3, is compressed in it, and then the compressed air through the air-pressure pipe 16 and the throttle valve 12 enters the receiver 17 of the engine 1.

В св зи с инерционностью ротора турбокомпрессор 3 не может обеспечить подачу необходимого количества воздуха, соответствующего заданному режиму работы двигател . Поэтому по сигналу регул тораIn connection with the inertia of the rotor, the turbocharger 3 cannot supply the required amount of air corresponding to a given mode of operation of the engine. Therefore, by the signal of the regulator

двигател 1 и датчика 14 частоты вращени вала 5 турбоко1 шрессора 3 орган 11 управлени воздействует на приводы 13 и 23, которые с помощью органа 5 и заслонки 12the engine 1 and the sensor 14 of the frequency of rotation of the shaft 5 of the turbocharger 3; the control body 11 acts on the actuators 13 and 23, which by means of the body 5 and the flap 12

перекрывают зоздуховпускное отверстие 7 и воздухонапорный патрубок 16 турбокомпрессора 3 и затраты энергии на его привод . Одновременно орган 11 управлени включает муфту 22 и подключает к валу 21 двигател 1 приводной нагнетатель 4, воздействует через привод 24 на орган 6 перекрыти и открывает воздуховпускное отверстие 8, а также с помощью управл емой муфты 27 и регулируемого клапана 25 обеспечивает подачу дополнительного воздуха изcover the air inlet 7 and the air-inlet pipe 16 of the turbocharger 3 and the energy costs of its drive. At the same time, the control body 11 turns on the coupling 22 and connects the drive supercharger 4 to the shaft 21 of the engine 1, acts through the actuator 24 on the body 6 to close and opens the air inlet 8, as well as using the controlled coupling 27 and the adjustable valve 25 provides additional air from

источника 9 сжатого воздуха на дополнительную турбину 10.В результате этого, приводной нагнетатель 4 падает сжатый воздух в двигатель, а турбина увеличивает частоту вращени вала 15 турбокомпрессора 3.the compressed air source 9 to the additional turbine 10. As a result, the drive blower 4 drops the compressed air into the engine, and the turbine increases the frequency of rotation of the shaft 15 of the turbocharger 3.

При достижении необходимой частоты вращени вала 15 турбокомпрессора 3 по сигналу датчика 14 частоты вращени орган 1 I управлени отключает с помощью муфты 22 приводной нагнетатель 4 от вала 21When the required rotational speed of the shaft 15 of the turbocharger 3 is reached, according to the signal of the rotational speed sensor 14, the control body 1 I shuts off, by means of the coupling 22, the drive supercharger 4 from the shaft 21

двигател , а привод 24 органа 6 обеспечивает перекрытие во.здуховпускного отверсти 8 нагнетател 4. Одновременно приводами 13 и 23 открываетс орган 5 и заслонка 12, и воздух начинает поступать в турбокомпрессор 3, сжиматьс в нем и подаватьс в двигатель 1. При этом орган 11 управлени воздействует на клапан 25 и муфту 27, отключаетс вал 26 дополнительной турбины 10 от вала 15 турбокомпрессора и прекращаетс подача воздуха от источника 9 сжатого воздуха.the engine, and the actuator 24 of the organ 6 provides for blocking the air inlet 8 of the blower 4. At the same time, the actuators 13 and 23 open the organ 5 and the flap 12, and air begins to flow into the turbo compressor 3, compress in it and feed into the engine 1. The organ 11 the control acts on the valve 25 and the coupling 27, the shaft 26 of the auxiliary turbine 10 is disconnected from the shaft 15 of the turbocharger and the air supply from the source 9 of compressed air is stopped.

При резком увеличении нагрузки двигател 1 на переходных режимах по сигналу регул тора 2 орган 1 управлени подключает к валу 15 турбокомпрессора 3 турбину 10 и открывает клапан 25. Одновременно с помощью муфты 22 приводной нагнетатель 4 подсоедин етс к валу 21 двигател , а с помощью органа 6 открываетс воздуховпускное отверстие 8. В результате этого турбина 10 начинает раскручивать турбокомпрессор 3, а приводной нагнетатель 4 - сжимать дополнительное количество воздуха, что гфизодит к ускорению раскрутки турбокомпрессора 3, увеличению количества подаваемого в двигатель 1 воздуха и к сокращению времени переходных процессов в двигателе 1.With a sharp increase in the load of the engine 1 during transients, the regulator 2 sends the control unit 1 to the shaft 15 of the turbocharger 3 and opens the valve 25 and opens the valve 25. At the same time, using the coupling 22, the drive compressor 4 is connected to the engine shaft 21 the air inlet 8 opens. As a result, the turbine 10 begins to unwind the turbocharger 3, and the drive supercharger 4 - compress additional air, which will accelerate the unwinding of the turbocharger 3, increasing of the air supplied to the engine 1 and to the reduction of the transient time in the engine 1.

Claims

Invention Formula

The power plant containing an internal combustion engine with a fuel supply regulator, a turbocharger connected through an air-inlet pipe to the engine receiver and through an air inlet to the engine exhaust manifold, a drive supercharger connected through an air channel to the air-nozzle of the turbo-compressor, and to the organisation's bodies and organs. openings of the turbocharger and the drive blower, equipped with actuators, characterized in that, in order to increase efficiency by accelerating a turbocharger (on transient modes), it is supplied with a source of compressed air, an additional turbine, a control, a throttle valve with a drive and a sensor of rotational speed of the shaft of the turbocharger, and the source of compressed air is connected through an adjustable valve to

the turbine, the shaft of the latter is connected through a controllable coupling to the shaft of the turbocharger, the throttle valve is installed in the air-pressure port of the turbocharger,

the drive supercharger is connected to the engine shaft through a start coupling, and the control is connected to the engine controller, the actuators of the shut-off and throttle bodies controlled by the coupling

an additional turbine, a clutch for engaging a drive supercharger, an adjustable valve of the compressed air source, and a sensor for the frequency of rotation of the turbo-compressor shaft.